A solução para a falta de superfície de eletrodo

A incrusção da superfície de eletrodos é um problema sério em muitos processos de produção eletroquímica e em sensores eletroquímicos. A incrustamento de eletrodos pode afetar o desempenho e a eficiência energética de uma célula eletroquímica. A ultrassônica é um meio eficaz para evitar e remover a incrustação de eletrodos.

A incrustamento de eletrodos reduz o contato físico do eletrólito com o eletrodo para transferência de elétrons e, portanto, reduz a velocidade de reação eletroquímica. Muitas vezes o agente de incrustamento adere a certas características estruturais na superfície do eletrodo como resultado de interações hidrofílicas, hidrofóbicas ou eletrostáticas entre o agente de incrustamento e a superfície do eletrodo.

Os métodos anti-uso incluem modificação de superfície ou revestimento com polímeros ou materiais à base de carbono, como nanotubos de carbono ou grafeno, devido à sua grande área de superfície, propriedades eletro catalíticas e resistência à incrusção. Alternativamente, as nanopartículas metálicas podem ter propriedades anti-insutilísticas combinadas com propriedades eletro catalíticas e alta condutividade elétrica.

A agitação mecânica ultrassônica é um método anti-inducato alternativo.

A agitação ultrassônica para anti-uso usa ondas sonoras de alta frequência e alta intensidade em um líquido para facilitar ou melhorar a remoção de agentes de incrustamento de superfícies submersas em um líquido ultrasonicamente ativado. A limpeza da superfície de eletrodos ultrassônicos é uma tecnologia única em sua capacidade de remover agentes de incrustamento de superfícies eletrodos. A tecnologia de limpeza ultrassônica é capaz de penetrar e limpar qualquer superfície de eletrodo molhada, incluindo buracos cegos, fios, contornos de superfície.
As demandas por uma melhor limpeza da superfície do eletrodo impulsionaram o desenvolvimento da tecnologia de agitação ultrassônica. Hoje é possível agitar eletrodos mecanicamente em frequência ultrassônica ou agitar o líquido perto do eletrodo para limpeza indireta da superfície do eletrodo.

Antifouling de superfície eletrodo indireto

No anti-uso indireto das superfícies eletrodos, a energia ultrassônica é entregue ao líquido perto do eletrodo. Este líquido adsorva a potência ultrassônica e transmite uma fração dessa potência para a superfície do eletrodo, onde a cavitação ultrassônica resultante remove camadas de incrustamento. Em geral, esse método indireto é a "linha de visão" na natureza; ou seja, deve haver acesso direto à superfície contaminada para que seja eficaz.

Ultrasonic generator and transducer with electrically isolated ultrasonic probe as sono-electrode

Eletrodo ultrassônico (Cátodo) para aplicação em Sono-Eletroquímica

Definição: Falta de eletrodo
A incrustamento de eletrodos descreve a passivação de uma superfície eletrodo por um agente que forma uma camada cada vez mais impermeável no eletrodo. Muitas vezes, o agente de incrustar é um subproduto da reação eletroquímica.

Antifouling de superfície de eletrodo direto

Hielscher Ultrasonics oferece um design ultrassônico exclusivo para agitar eletrodos diretamente. Neste design, as vibrações ultrassônicas são acoplada diretamente ao eletrodo. Portanto, a energia ultrassônica é entregue à superfície de eletrodo molhado, onde a aceleração da superfície e bolhas de cavitação em colapso em contato com uma superfície fornecem um jato de alta pressão de fluido contra a superfície. O jato ultrassônico é um bom método para evitar e remover camadas de incrusção.

Para mais informação!

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Fatos, vale a pena conhecer

Outros efeitos possíveis da agitação ultrassônica em um sistema eletroquímico incluem:

  1. melhorar a hidrodinâmica e o transporte de massa;
  2. afetar gradientes de concentração e troca de regimes cinéticos com efeito sobre mecanismos e produtos de reação;
  3. ativação sonora de reações de espécies intermediárias que foram geradas eletroquimicamente; E
  4. produção sonora de espécies que reagem eletroquimicamente em condições onde o sistema silencioso não é eletroquimicamente ativo.

Tipos de incrustamento de eletrodos

A incrusção resultante de interações hidrofílicas tende a ser mais reversível do que a incrusção resultante de interações hidrofóbicas. Eletrodos com superfícies mais hidrofóbicas, como eletrodos à base de carbono podem promover a incrusção de componentes hidrofóbicos, como compostos aromáticos, compostos saturados ou alifáticos, ou proteínas. Macromoléculas biológicas, como proteínas e outros materiais biológicos, células, fragmentos celulares ou DNA/RNA também podem causar incrusção da superfície eletrodo.

Ultrasonic Cathode and/or Anode in Batch Setup

Cathóde ultrassônico de alta potência de 2000 Watts e/ou Ânodo em configuração de lote